Великий рефрактор относится к большому телескопу с линзой, обычно самому большому рефрактору в обсерватории с экваториальной монтировкой . Превосходство и успех этого стиля в наблюдательной астрономии определяют эпоху в современной телескопии [1] в 19-м и начале 20-го века. [1] Великие рефракторы были большими рефракторными телескопами, использующими ахроматические линзы (в отличие от зеркал рефлекторных телескопов ). Они часто были крупнейшими в мире или крупнейшими в регионе. Несмотря на типичные конструкции с меньшими апертурами, чем у рефлекторов, великие рефракторы предлагали ряд преимуществ и были популярны в астрономии. [1] Также было популярно выставлять большие рефракторы на международных выставках, и примерами этого являются Trophy Telescope на Большой выставке 1851 года и Yerkes Great Refractor на Всемирной выставке 1893 года в Чикаго .
Большой рефрактор часто был центральным элементом новой обсерватории 19 века, но обычно использовался с окружением других астрономических инструментов, таких как меридианного круга , гелиометра , астрографа и меньшего рефрактора, такого как Comet Seeker или Equatorial. Большие рефракторы часто использовались для наблюдения за двойными звездами и были оснащены микрометром Filar . Пионерская работа по астрофотографии была выполнена с большими рефракторами. [2]
Примером главных достижений рефракторов является то, что более 7 миллионов человек смогли увидеть через 12-дюймовый рефрактор Цейсса в обсерватории Гриффита с момента его открытия в 1935 году; это наибольшее количество людей, увидевших через любой телескоп. [3] В наше время многие большие рефракторы стали важными историческими объектами и часто используются для общественных астрономических пропаганд. Однако многие из них также были закрыты или перемещены из-за сложности их использования в качестве телескопов. В то время как в современную эпоху важны апертура и местоположение, обсерватории старого стиля часто располагались вблизи городов, поскольку астрономия была только одной из функций; основными задачами были просто запись погоды, точное определение местоположения и определение местного времени. В наше время многие из этих функций выполняются в других местах и передаются на местном уровне.
Некоторые из известных достижений рефракторов включают открытие Нептуна, открытие лун Марса и составление различных звездных каталогов. Производный инструмент рефракторов, гелиометр, был использован для измерения расстояния до другой звезды с помощью геометрического параллакса в середине 1800-х годов. По мере того, как телескопы становились больше и длиннее, относительно скромное увеличение апертуры противоречило их огромным размерам, с движущимися грузами в несколько тонн в куполах высотой в несколько этажей; физически многие из самых больших были больше, чем даже некоторые современные рефлекторные телескопы.
В начале 19 века молодой Эдвард Джошуа Купер построил в Ирландии одну из самых богато обставленных астрономических обсерваторий того времени. [4] Купер приобрел самую большую линзу в мире, сделанную Кошуа из Парижа , с объективом 13,3 дюйма (~34,8 см) за 1200 фунтов, и поместил ее в центр обсерватории. [4] [5] К 1834 году она была установлена на экваториальной монтировке, предоставленной Томасом Граббом из Дублина. Это был самый большой рефрактор в мире в начале 1830-х годов, и Купер использовал телескоп, чтобы зарисовать комету Галлея в 1835 году и увидеть солнечное затмение 15 мая 1836 года. [5]
В 1833 году герцог Нортумберлендский подарил объектив Кошуа Парижского для создания большого телескопа для новой обсерватории Нортумберленда. [6] Телескоп использовался более века с некоторыми усовершенствованиями, но изначально он представлял собой «ахроматический дублет с чистой апертурой 11,6 дюймов и фокусным расстоянием 19 футов 6 дюймов». [6]
Хотя в конце XVII века
существовали очень большие (и громоздкие) неахроматические воздушные телескопы , а Честер Мур Холл и другие экспериментировали с небольшими ахроматическими телескопами в XVIII веке, Джон Доллонд (1706–1761) изобрел и создал ахроматическое предметное стекло и линзу, которые позволяли создавать ахроматические телескопы с апертурой до 3–5 дюймов (8–13 см). [7] [8] Швейцарец Пьер-Луи Гинан (1748–1824) открыл и разработал способ изготовления гораздо больших заготовок из крон и флинтгласа. [8] Он работал с производителем инструментов Йозефом фон Фраунгофером (1787–1826), чтобы использовать эту технологию для инструментов в начале XIX века. [8]
Эпоха великих рефракторов началась с первых современных ахроматических рефракторных телескопов, построенных Йозефом фон Фраунгофером в начале 1820-х годов. [9] [10] [11] [12] Первым из них был Дерптский большой рефрактор, также известный как Фраунгоферов 9-дюймовый, в тогдашней Дерптской обсерватории в Эстляндской губернии (которая позже стала Тартуской обсерваторией на юге Эстонии ). Этот телескоп, изготовленный Фраунгофером, имел ахроматическую линзу с апертурой 9 парижских дюймов (около 9,6 дюймов (24 см)) и фокусное расстояние 4 м (13,4 фута). Он также был оснащен первым современным типом экваториальной монтировки, называемой «немецкой экваториальной монтировкой», разработанной Фраунгофером, [13] монтировкой, которая с тех пор стала стандартной для большинства больших рефракторов. «9-дюймовый» (24 см) Фраунгофера в Берлинской обсерватории использовался Иоганном Готфридом Галле при открытии Нептуна . [14] Существует тенденция округлять апертуры до ближайшего большего числа, что может создавать своего рода дрейф при выполнении преобразований; «9-дюймовый» Фраунгофера был девятью парижскими дюймами , что составляет около 9,6 дюйма или около 24 см, а не ровно девять английских дюймов, и ближе к десяти дюймам. (Парижские дюймы также называются pouces )
.jpg/1280px-Image_taken_from_page_237_of_'The_Half_Hour_Library_of_Travel,_Nature_and_Science_for_young_readers'_(11237196445).jpg)
В 1851 году на Большой выставке в Гайд-парке одним из известных экспонатов был телескоп с трубой длиной 5 м (16 футов), названный «Трофейным телескопом» и представленный на выставке. [15] Телескоп был установлен астрономом Джеймсом Уильямом Грантом , и имел апертуру 11 дюймов (280 мм) и фокусное расстояние 16 футов (4,88 м). [16] [17]
На Международной выставке 1861 года размер телескопа увеличился, и теперь он имел объектив диаметром 21 дюйм. [18] Объектив телескопа Buckingham или Walworth Common был изготовлен Уильямом Рэем. [18]
31 января 1862 года американский изготовитель телескопов и астроном Элван Грэм Кларк впервые наблюдал слабый спутник, который теперь называется Сириус B, или ласково «Щенок». [19] Это произошло во время тестирования 18,5-дюймового (470 мм) апертурного большого рефракторного телескопа для обсерватории Дирборн , который был одним из самых больших рефракторных телескопов, существовавших в то время, и самым большим телескопом в Соединенных Штатах. [20]
В телескопе Ньюолла был установлен 25-дюймовый (63,5 см) объектив-рефрактор . [18] Он имел объектив, изготовленный производителем Chance, с общим телескопом, изготовленным Томасом Куком. [21] Телескоп был изготовлен для Роберта Стирлинга Ньюолла, и после завершения строительства в 1869 году он стал крупнейшим рефрактором в мире. [21] В 1950-х годах Кембриджский университет подарил телескоп Ньюолла Национальной обсерватории Афин, которая приняла дар, и с тех пор он находится там. [21] В Греции он был установлен в новом специальном купольном здании недалеко от горы Пендели . [21]
Рефракторные телескопы к концу столетия увеличились в четыре раза, достигнув кульминации с крупнейшим из когда-либо построенных практических рефракторов, 40-дюймовой (1-метровой) апертурой Йеркской обсерватории 1895 года. [22] [23] Этот великий рефрактор раздвинул границы технологий того времени; изготовление двухэлементной ахроматической линзы (самой большой линзы, когда-либо созданной на тот момент) потребовало 18 попыток и сотрудничества между Alvan Clark & Sons и Charles Filel из Парижа. [23] Чтобы достичь ее оптической апертуры, она была фактически немного больше физически, 41 3/8 дюйма. [24] Рефракторы достигли своего технологического предела; проблемы провисания линзы под действием силы тяжести означали, что рефракторы не будут превышать около 1 метра, [25] хотя Alvan G. Clark , который создал 40-дюймовый объектив Йеркской обсерватории, сказал, что 45-дюймовый (114 см) объектив будет возможен до его смерти. [24] В дополнение к линзе, остальная часть телескопа должна была быть практичным и высокоточным инструментом, несмотря на размер. Например, одна только труба Йеркса весила 75 тонн и должна была отслеживать звезды так же точно, как и меньший инструмент. [24]
.jpg/1280px-Interior_view_of_Lick_Observatory_on_Mount_Hamilton,_California,_ca.1904-1909_(CHS-3942).jpg)
Выбор между большими рефракторами или рефлекторами определялся технологиями того времени. [26] Для рефракторов трудности изготовления двух дисков оптического стекла для большой ахроматической линзы были огромными. Для рефлекторов в большей части 19-го века предпочтительным материалом для главного зеркала был металлический спекулум , вещество, которое отражало до 66 процентов света, который на него попадал, и тускнело за месяцы. Их приходилось снимать, полировать и переделывать до правильной формы. Иногда это оказывалось настолько сложным, что от зеркала телескопа отказались. [27] В середине 19-го века технология покрытия стекла металлом давала большое преимущество, и эта технология стала более распространенной в последующие десятилетия. В 21-м веке стеклянные зеркала с металлическим покрытием остаются популярными, в том числе на космических телескопах, таких как космический телескоп Хаббл .
Телескоп Большой Парижской выставки 1900 года был зафиксирован в горизонтальном положении для преодоления гравитационного искажения на его 1,25-метровой (49,2-дюймовой) линзе и был направлен с помощью 2-метрового сидеростата . Этот демонстрационный телескоп был списан после закрытия Всемирной выставки . Рефрактор Трептова был построен для Большой промышленной выставки в Берлине 1896 года.
В конце 19 века большие рефракторы достигли некоторых из своих величайших успехов, включая открытие лун Марса в 1877 году и луны Юпитера Амальтеи в 1892 году. Это был первый новый спутник Юпитера, обнаруженный со времен Галилея. Кроме того, они использовались для новаторских работ по астрофотографии и спектроскопии. Открытие межзвездного кальция в 1904 году Потсдамским большим рефрактором завершило их открытия. Однако в это время их затмили большие рефлекторы, такие как Левиафан из Парсонстауна , а работа с рефлектором Кроссли и все более крупными зеркалами из серебра и стекла ознаменовала устаревание больших рефракторов.
Эра медленно подошла к концу, поскольку большие рефлекторные телескопы вытеснили большие рефракторы. В 1856–57 годах Карл Август фон Штайнхейль и Леон Фуко представили процесс нанесения слоя серебра на стеклянные зеркала телескопов. Посеребренные стеклянные зеркала были огромным улучшением по сравнению с металлическими зеркалами и сделали рефлекторы практичным инструментом. Началась эра больших рефлекторов с такими телескопами, как 36-дюймовый (91 см) рефлектор Crossley (1895), 60-дюймовый (1,5 м) телескоп Hale обсерватории Mount Wilson 1908 года и 100-дюймовый (2,5 м) телескоп Mount Wilson Hooker в 1917 году. [28] [29] Двумя другими большими телескопами, которые превзошли самые большие рефракторы по апертуре, были Астрофизическая обсерватория Доминиона и Обсерватория Дэвида Данлэпа в Канаде, которая была введена в эксплуатацию в начале 1900-х годов.
Самым большим рефрактором в Европе, если демонтировать выставочный телескоп, будет двойной телескоп с 33-дюймовым (84 см) главным объективом, La Grande Lunette в Медоне (позднее часть Парижской обсерватории). [30] Он был изготовлен братьями Генри и Готье, которые также изготовили большой телескоп Expo 1900 года. [30]
Появление химической астрофотографии в конце 19 века вызвало трудности в адаптации больших рефракторов к этому приложению. [31] Ахроматические линзы были скорректированы по цвету для того, к чему был чувствителен человеческий глаз, желтого света, в то время как фотографические пластины в то время были более чувствительны к свету в синей части спектра, что требовало линзы с другой цветовой коррекцией и фокальной плоскостью. Решения этой проблемы включали: [31]
Примером первого случая был рефрактор Meudon Great Refractor в Париже, который был закончен в 1891 году. [31] Он имел визуальную объективную линзу 32,7 дюйма на одной трубе, а рядом с ней другую трубу с линзой 24,4 дюйма, предназначенную для фотографической работы. [31] Примером преобразования для фотографической работы с третьей корректирующей линзой является телескоп Lick. [31] 33-дюймовая корректирующая линза использовалась для преобразования этого телескопа для фотографии. [31]
.jpg/1280px-Dome_covering_the_Great_Equatorial_Telescope_(35363015492).jpg)
_3,500_mm,_Kuffner-Observatory,_Vienna-1071_2-Bearbeitet.jpg/1280px-Moon,_Refractor_(1886)_3,500_mm,_Kuffner-Observatory,_Vienna-1071_2-Bearbeitet.jpg)
Великие рефракторы восхищались своим качеством, долговечностью и полезностью, которые коррелировали с такими характеристиками, как качество линз, качество крепления, апертура, а также длина. Длина была важна, поскольку в отличие от рефлекторов (которые можно складывать и укорачивать), фокусное расстояние стеклянной линзы коррелировало с физической длиной телескопа и давало некоторые оптические и качественные преимущества.
Развитие крупнейших рефракторных телескопов в 19 веке, включая некоторые телескопы в частных обсерваториях, которые на самом деле не использовались слишком часто или имели проблемы. [33] [34]
Некоторые из вторых по величине рефракторов или иным образом примечательные.
Приблизительная историческая последовательность некоторых великих рефакторингов конца XIX века:
Несмотря на свою длину, они были намного короче самых длинных синглетных рефракторов в воздушных телескопах . [48]
Выставочный телескоп в Париже, помимо использования зеркала для наведения, на самом деле не был «великим» рефрактором обсерватории в этом смысле, но вполне возможно, что он им был, и оба огромных рефрактора Йеркса и Трептова фактически дебютировали на выставках, которые были крупными событиями того периода.
.jpg/1280px-%22The_28inch_Dome_in_Winter%22_-_Royal_Observatory_Greenwich_ca_1900_(7890150690).jpg)
.jpg/1280px-Newall_Telescope_(The_Engineer,_May_13,_1870).jpg)
{{cite book}}: |author=имеет общее название ( помощь ) [ постоянная мертвая ссылка ]{{cite magazine}}: |author=имеет общее название ( помощь ) [ постоянная мертвая ссылка ]{{cite web}}: Отсутствует или пусто |title=( помощь )